【課件】《電解池》課件高二化學人教版（2019）選擇性必修1

第四章化學反應與電能第二節(jié)電解池化學能電能？下圖裝置能量是如何轉化的？

U型管內裝入綠色的CuCl2溶液，兩端各插入石墨電極，接入直流電源陰極：與直流電源負極相連的電極陽極：與直流電源正極相連的電極

【規(guī)定】實驗4-2。。。。。。。。CuCl2溶液。。。。。。。。陰極陽極Ａ－

＋

現(xiàn)象結論反應陰極陽極碳棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質。碳棒上有氣泡放出，并可聞到刺激性氣味，同時看到濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍。有Cu生成有Cl2生成Cu2++2e－=Cu（還原反應）2Cl－－2e－=Cl2↑（氧化反應）總反應式：CuCl2

＝＝Cu+Cl2↑通電一、電解原理2.電解定義：使電流通過電解質溶液或熔融電解質，而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。（一）電解1.裝置：電解池（電解槽）---------把電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置思考與交流1.通電前，氯化銅溶液中主要有哪些離子？運動情況如何？2.通電后，離子的運動情況有什么改變？3.為什么陰極上附著有紅色的銅，而陽極上產生了大量Cl2？)Cu2+

、Cl－

、H+

、OH－

Cu2+H+向陰極定向移動，Cl－OH－向陽極定向移動

陰離子在陽極失電子，由于Cl-

比OH-更容易失電子，因此2Cl--2e-=Cl2↑，同理，Cu2+

在陰極比H+更容易得電子，因此Cu2++2e-=Cu4.裝置中電子的流動方向如何？電解質溶液導電過程，實質為電解過程，電解為化學變化CuCl2溶液陰極Ａ－

＋

陽極（二）構成電解池的條件：：可以是相同材料，也可以是不同材料溶液熔融態(tài)的離子化合物1.兩個電極2.電解液3.外接直流電源（三）電解池的兩極特點陰極（與負極相連）陽極（與正極相連）電子流動離子移動

反應類型

還原反應氧化反應電子流入電子流出陽離子定向移動方向陰離子定向移動方向1.陰極:

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>

Fe2+

陽離子得電子的順序：按金屬活動性順序，越不活潑的金屬的離子越容易得到電子。（四）兩極反應及電解方程式的書寫陰極電子堆積吸引陽離子陰極：Bn+＋ne－＝B還原反應2.陽極:氧化反應S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子（2）若為惰性電極(石墨、Pt、Au

），則比較溶液中的陰離子，易失電子優(yōu)先放電。首先看電極材料思考：金屬單質與非金屬陰離子失電子誰強？（1）若為金屬電極(除Pt、Au

外)，則金屬失電子如：Fe－2e－=Fe2+R－ne－=Rn+Am－－me－=A如：4OH－－4e－=2H2O+O2↑惰性電極電解Na2SO4

溶液

陽極氧氣Na2SO4溶液實例電極反應

濃度PH值復原Na2SO4

陽極:4OH---4e-=

2H2O+O2

↑陰極:

2H++2e-=H2↑變大不變

加H2O2H2O2H2↑

+O2↑電解氫氣陰極1.寫出用惰性電極電解下列溶液：①Na2S②AgNO3③KOH④KNO3⑤H2SO4⑥HCl的各電極反應方程式和總反應方程式，并指明電解后溶液的pH變化練習物質電極方程式PHNa2S陽陰總AgNO3陽陰總S2--2e-=S2H++2e－=H2↑S2-+2H2O===2OH-+H2↑+S電解4OH－－4e－=2H2O+O2↑Ag++e－=Ag4Ag++2H2O===4H++O2↑+4Ag電解不變增大增大減小減小不變【結論1】電解：水+電解質放H2生堿放O2生酸含氧酸氫后金屬鹽無氧酸氫前金屬鹽物質電極方程式PHKOH陽陰總KNO3陽陰總H2SO4陽陰總2H++2e－=H2↑2H2O===O2+2H2↑電解4OH－－4e－=2H2O+O2↑不變增大增大減小減小4OH－－4e－=2H2O+O2↑2H++2e－=H2↑2H2O===O2+2H2↑電解2H2O===O2+2H2↑電解4OH－－4e－=2H2O+O2↑2H++2e－=H2↑增大減小增大減小【結論2】電解：水氫前含氧酸鹽及含氧酸、堿物質電極方程式PHHCl陽陰總2Cl--2e-=Cl2↑不變2H++2e－=H2↑增大2HCl===Cl2↑+H2↑電解增大【結論3】電解：電解質自身無氧酸氫后金屬鹽無氧酸

石墨鐵

Ａ－

＋

練習不同電極電解NaCl(酚酞）溶液鐵石墨Ａ－

＋

陰極：2H++2e-==H2↑

電解陽極：Fe-2e-==Fe2+

Fe+2H2O====Fe(OH)2+H2↑。。。。。。。。陰極：2H++2e-==H2↑

電解陽極：2Cl----2e-==Cl2↑

2NaCl+2H2O====2NaOH+H2↑

+Cl2↑用陽極a和陰極b電解c的水溶液一段時間，然后加入d，能使溶液恢復到電解前狀態(tài)的正確組合是(雙選)(

)練習若將C中銅電極全部改為石墨電極，應該加入什么物質？變式1：如果向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和pH,電解過程中轉移的電子物質的量為

mol變式2：如果向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢復到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解）,電解過程中轉移的電子物質的量為

mol電解池能量轉換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應的電極

發(fā)生還原反應的電極

電能轉化為化學能陽極（接電源正極）陰極（接電源負極）陰離子向陽極遷移陽離子向陰極遷移原電池化學能轉化為電能負極正極陰離子向負極遷移陽離子向正極遷移相同點(從原理分析)都是氧化還原反應（五）原電池與電解池的比較:電子的遷移方向電源負極e-

陰極陽極e-

電源正極負極e-正極（3）原電池的正極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應（）（2）金屬導電是物理變化，電解質溶液導電過程是化學變化（

）1.判斷（1）電解、電離均需要通電才能實現(xiàn)（）√××練習2.分析下列各圖，（

）是原電池（）是電解池。①③⑤⑥⑦練習3.指出下列裝置名稱，寫出電極名稱、電極反應式稀硫酸Cu(NO3)2溶液CCFeC練習易發(fā)生氧化還原反應的構成原電池，其余的為它為電源下工作的電解池練習：假設圖中原電池產生的電壓、電流強度均能滿足電解、電鍍要求，即為理想化。（已知金屬活動相差越大，形成原電池時越容易放電）①～⑧為各裝置中的電極編號。下列說法錯誤的是(

)A．當K閉合時，A裝置發(fā)生吸氧腐蝕，在電路中作電源B．當K斷開時，B裝置鋅片溶解，有氫氣產生C．當K閉合后，整個電路中電子的流動方向為①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→②D．當K閉合后，A、B裝置中pH變大，C、D裝置中pH不變A．圖中甲池為原電池裝置，Cu電極發(fā)生還原反應()B．實驗過程中，甲池左側燒杯中NO3－的濃度不變()C．若用銅制U形物代替“鹽橋”，工作一段時間后取出U形物稱量，質量會減小()變式----判斷正誤請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）:放電時：正極的電極反應式是______________;在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按下圖連接，電解一段時間后，則在A電極上的電極反應式為__________、B電極上生成________例：鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極隔板是惰性材料，電池總反應式為：Pb+PbO2+4H++2SO42-PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－＝PbSO4＋2H2OPbSO4＋2e－=Pb+SO42－

PbO2充電時，電源負極接電池負極，電源正極接電池正極2PbSO4+2H2O二.可逆電池練習1：一種大型蓄電系統(tǒng)的電池總反應為：2Na2S2+NaBr3=Na2S4+3NaBr，電池中的左右兩側為電極，中間為離子選擇性膜(在電池放電和充電時該膜允許鈉離子通過)；放電前，被膜隔開的電解質為Na2S2和NaBr3，放電后，分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列說法正確的是（

）A．充電過程中，Na+

離子的流向為從右到左B．充電過程中，陽極的電極反應為：3NaBr–2e-=NaBr3+2Na+

C．放電前，左側電解質為Na2S2，右側電解質為NaBr3D．放電過程中，電子由負極通過外電路流向正極練習2：已知：鋰離子電池的總反應為LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2鋰硫電池的總反應為2Li＋SLi2S有關上述兩種電池說法正確的是(

)A．鋰離子電池放電時，Li＋向負極遷移

B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應

C．理論上兩種電池的比能量相同

D．下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電(一)氯堿工業(yè)陰極：2H++2e－=H2↑陽極:2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑電解陰極陰極陽極二、電解原理的應用1.原理1.試說明陰極區(qū)為什么會有NaOH產生？2.如何證明兩極上的生成物？思考與交流陰極區(qū)H2OH++OH－，2H++2e－=H2↑，使水的電離平衡正向移動，陰極區(qū)生成OH－，使溶液呈堿性NaOHH2

Cl2

酚酞試液爆鳴濕潤的淀粉KI試紙CC思考3、工業(yè)生產中能否直接用該裝置進行生產？1.H2和Cl2

混合不安全2.Cl2會和NaOH反應，會使得到的NaOH不純2.主要設備---------陽離子交換膜電解槽

陽極：金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物)

陰極：碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層)

陽離子交換膜：只允許陽離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。3.離子交換膜的作用：

(1)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸。

(2)避免氯氣與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產量。4.電解飽和食鹽水的生產流程5.以氯堿工業(yè)為基礎的化工生產練習1：某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()。

A．a為正極，b為負極；NaClO和NaCl

B．a為負極，b為正極；NaClO和NaClC．a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl練習2：用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如下圖所示(電極材料為石墨)(1)圖中a極要連接電源的________(填“正”或“負”)極，C口流出的物質是________。(2)SO32－放電的電極反應式為___________。(3)電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因：_____練習3：以鉻酸鉀為原料，電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置示意圖如下：①根據(jù)裝置圖結合必要的化學方程式解釋如何由鉻酸鉀制的重鉻酸鉀②寫出電解的總化學方程式通電后

陽極（銅片）：

Cu-2e-=Cu2+

陰極（被鍍金屬）：Cu2++2e-=Cu通電前

CuSO4=Cu2++SO42-

如將鐵器件、金屬銅分別和直流電源的陰極和陽極相連，電解質溶液為硫酸銅，接通電源時發(fā)生什么電極反應？思考（二）電鍍陽極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬制品電鍍液：含有鍍層金屬離子的溶液—電鍍池（電解池一種特殊形式）：使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。（1）概念Mn++ne